KR20040020636A - Single panel type color display device - Google Patents

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KR20040020636A
KR20040020636A KR1020020052285A KR20020052285A KR20040020636A KR 20040020636 A KR20040020636 A KR 20040020636A KR 1020020052285 A KR1020020052285 A KR 1020020052285A KR 20020052285 A KR20020052285 A KR 20020052285A KR 20040020636 A KR20040020636 A KR 20040020636A
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Abstract

PURPOSE: One panel type color image display is provided to realize a wide range of color by utilizing a color separation device made of at least of four reflective type dichroic filters. CONSTITUTION: One panel type color image display includes a light source(100), a color separation device(220) and a light valve. The color separation device(220) is made of at least four reflective type dichroic filters so as to divide the light beam emitted from the light source(100) into a plurality of lights in response to wavelengths. And, the light valve generate a color image by controlling the light which is emitted from the light source(100) and is illuminated with being divided into a plurality of colors by the color separation device(220) in response to the image signal.

Description

단판식 칼라 화상 표시장치{Single panel type color display device}Single-panel color image display device {Single panel type color display device}

본 발명은 프로젝션 타입의 칼라 화상 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 넓은 색범위 및/또는 높은 광효율을 얻을 수 있도록 된 단판식 칼라 화상 표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type color image display device, and more particularly, to a single plate color image display device capable of obtaining a wide color range and / or high light efficiency.

프로젝션 타입의 칼라 화상 표시 장치는 LCD(Liquid Crystal Display)나 DMD(Digital Micro Display)와 같은 라이트 밸브(light valve)를 이용하여, 고출력 램프 광원으로부터 출사된 광을 화소단위로 제어하여 화상을 형성하고, 이를 투사 광학계를 사용하여 확대 투사하여 대화면을 제공하는 것으로, 라이트 밸브의 개수에 따라 3판식과 단판식으로 나뉜다.Projection-type color image display devices use light valves such as liquid crystal displays (LCDs) or digital micro displays (DMDs) to form images by controlling the light emitted from a high-output lamp light source in units of pixels. In order to provide a large screen by enlarging and projecting the light using a projection optical system, it is divided into three plates and a single plate according to the number of light valves.

일반적인 단판식 칼라 화상 표시 장치는 램프형 광원으로부터 조사된 백색광을 칼라 휠을 이용하여 R,G,B 삼색으로 분리하고, 각 칼라를 순차적으로 1매의 라이트 밸브로 보낸다. 그리고, 이 칼라 순서에 맞게 라이트 밸브를 동작시켜 화상을 형성한다.A typical single plate color image display device separates white light emitted from a lamp type light source into three colors R, G, and B using a color wheel, and sequentially sends each color to one light valve. The light valve is operated in accordance with this color sequence to form an image.

이러한 통상의 단판식 칼라 화상 표시장치는 광 분리/결합계를 사용하여 각 칼라별 화상을 3매의 라이트 밸브로 표현하는 3판식에 비해 광학계 구조가 간단하고 전체 부피가 작으나, 칼라 휠을 이용함으로 인해 광효율이 1/3로 떨어지는 문제점이 있다. 이를 감안하여 종래에는 3매의 이색 필터로 된 색광 분리기를 구비하여 3판식과 동일한 광효율을 나타낼 수 있는 단판식 칼라 화상 표시장치가 제안된 바 있다.The conventional single-plate color image display device has a simpler optical structure and a smaller overall volume than the three-plate type in which the image of each color is represented by three light valves using an optical separation / combination system. There is a problem that the light efficiency drops to 1/3. In view of this, conventionally, a single plate type color image display device having a color light separator composed of three dichroic filters and exhibiting the same light efficiency as a three plate type has been proposed.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이색 필터형 색광 분리기를 구비하는 종래의 단판식 칼라 화상 표시장치는, 백색광을 출사하는 램프형 광원(1)과, 서로 기울어지게 배치된 3매의 이색 필터(4R)(4G)(4B)와, 마이크로 렌즈 어레이(10)와, 액정표시소자(20)를 포함하여 구성된다.1 and 2, a conventional single-plate type color image display device having a dichroic filter type color light separator includes a lamp type light source 1 that emits white light and three dichroic filters disposed to be inclined with each other. 4R) (4G) 4B, micro lens array 10, and liquid crystal display element 20 are comprised.

상기 램프형 광원(1)은 발산광 형태로 광을 출사한다. 램프형 광원(1)에서 출사된 광은 콘덴서 렌즈(3)에 의해 평행광으로 바뀐다.The lamp type light source 1 emits light in the form of divergent light. The light emitted from the lamp type light source 1 is converted into parallel light by the condenser lens 3.

상기 광원(1)에서 출사된 백색광은 3매의 이색 필터(4R)(4G)(4B)에 의해 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)으로 분리된다. 이색 필터(4R)는 상기 조명부쪽에서 입사되는 백색광 중 적색광(R)은 반사시키고 나머지 색광은 투과시킨다. 이색 필터(4G)는 이색 필터(4R)를 투과한 색광 중 녹색광(G)은 반사시키고 나머지 색광 즉, 청색광(B)은 투과시킨다. 이색 필터(4B)는 청색광(B)을 반사시킨다.The white light emitted from the light source 1 is separated into red light R, green light G, and blue light B by three dichroic filters 4R, 4G, and 4B. The dichroic filter 4R reflects the red light R of the white light incident from the illumination unit and transmits the remaining color light. The dichroic filter 4G reflects the green light G of the color light transmitted through the dichroic filter 4R and transmits the remaining color light, that is, the blue light B. The dichroic filter 4B reflects blue light (B).

상기 3매의 이색 필터(4R)(4G)(4B)는 서로 θ만큼 기울어져 있어 부채살 모양을 이룬다. 즉, 이색 필터(4G)에 대해 이색 필터(4R)는 -θ, 이색 필터(4B)는 +θ만큼 기울어지게 배치되어 있다. 여기서, +는 시계 반대방향, -는 시계 방향을 의미한다.The three dichroic filters 4R, 4G and 4B are inclined by θ to each other to form a fan shape. That is, the dichroic filter 4R is inclined with respect to the dichroic filter 4G, and the dichroic filter 4B is inclined by + θ. Here, + means counterclockwise and-means clockwise.

따라서, 녹색광(G)의 주광선(chief ray)에 대해 적색광(R)의 주광선은 -θ, 청색광(B)의 주광선은 +θ만큼 기울어진 각으로 마이크로 렌즈 어레이(10)에 입사한다.Accordingly, the chief ray of the red light R is incident to the microlens array 10 at an angle inclined by −θ and the chief ray of the blue light B with respect to the chief ray of the green light G.

마이크로 렌즈 어레이(10)는, 마이크로 렌즈 요소(10a)를 이루는 다수의 실린더리컬 렌즈가 수평 방향으로 배열된 것이다. 이 마이크로 렌즈 어레이(10)는 서로 다른 기울기로 입사되는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)을 액정표시소자(20)의 신호전극(21R)(21G)(21B) 상에 스트라이프(stripe) 형상으로 집속시킨다.In the microlens array 10, a plurality of cylindrical lenses forming the microlens element 10a are arranged in a horizontal direction. The micro lens array 10 stripes red light (R), green light (G), and blue light (B) incident on different slopes on the signal electrodes 21R, 21G, and 21B of the liquid crystal display device 20. It focuses to a stripe shape.

상기 액정표시소자(20)는 2장의 투명한 유리기판(24)(25) 사이에 액정층(23)이 샌드위치된 구조로, 액정층(23) 양면에는 투명 전도막(22)과 신호전극(21R)(21G)(21B)이 매트릭스 구조로 형성되어 있다.The liquid crystal display device 20 has a structure in which the liquid crystal layer 23 is sandwiched between two transparent glass substrates 24 and 25, and the transparent conductive film 22 and the signal electrode 21R are formed on both surfaces of the liquid crystal layer 23. 21G and 21B are formed in a matrix structure.

상기와 같이 구성된 종래의 단판식 칼라 화상 표시 장치에서, 3매의 이색 필터(4R)(4G)(4B)에 의해 삼원색으로 분리되어 액정표시소자(20)의 신호 전극 상에 집속되는 R, G, B 칼라바는 적색광(R), 녹색광(G), 청색광(B)의 주광선의 입사각 차이 때문에, 수평 방향으로 일정간격으로 배열되며, R, G, B 영상 신호 전극(21R)(21G)(21B)에 대응된다. R, G, B 신호 전극(21R)(21G)(21B)은 서브 픽셀(subpixel)로, 이 R, G, B 신호전극(21R)(21G)(21B)이 모여 하나의 영상 픽셀(image pixel)을 이룬다.In the conventional single-plate color image display device configured as described above, R and G are separated into three primary colors by three dichroic filters 4R (4G) and 4B and focused on the signal electrodes of the liquid crystal display element 20. The B color bars are arranged at regular intervals in the horizontal direction due to the difference in incidence angles of the chief rays of red light (R), green light (G), and blue light (B), and R, G, and B image signal electrodes 21R (21G) ( 21B). The R, G, and B signal electrodes 21R, 21G, 21B are subpixels. The R, G, and B signal electrodes 21R, 21G, 21B are assembled into one image pixel. ).

상기와 같이 단위 마이크로 렌즈(10a)에 R, G, B 삼원색에 해당하는 3개의 서브 픽셀이 대응하고, 이 3개의 서브 픽셀들이 필드 렌즈(5)와 투사렌즈(6)에 의해 스크린(7)에 결상되면, 서브 픽셀 3개가 세트를 이루어 하나의 영상 픽셀로 보여지게 된다.As described above, three sub-pixels corresponding to the three primary colors of R, G, and B correspond to the unit micro lens 10a, and these three sub-pixels correspond to the screen 7 by the field lens 5 and the projection lens 6. When the image is formed in, three subpixels are set and viewed as one image pixel.

한편, 후술하는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 색광 분리기로 3개의 이색 필터(4R)(4G)(4B)를 사용할 때 실현할 수 있는 색 범위는 사람 눈이 인지할 수 있는 색범위에 비해 훨씬 좁다. 색 범위는 재현가능한 색도의 범위를 나타내는 것으로, 색 범위가 좁다는 것은 그만큼 재현 가능한 색의 개수가 작음을 의미한다.On the other hand, as can be seen in FIG. 5 to be described later, the color range that can be realized when using three dichroic filters 4R (4G) and 4B as a color light separator is much higher than the color range that the human eye can recognize. narrow. The color range represents a range of reproducible chromaticity, and a narrow color range means that the number of reproducible colors is small.

따라서, 종래의 단판식 칼라 화상 표시장치에서와 같이, 3개의 이색 필터(4R)(4G)(4B)는 충분한 색 범위를 얻기가 어렵다.Therefore, as in the conventional single-plate color image display device, the three dichroic filters 4R (4G) 4B are difficult to obtain a sufficient color range.

또한, 상기와 같은 종래의 단판식 칼라 화상 표시장치는 3개의 서브 픽셀이 한 개의 영상 픽셀을 이루므로, 액정 표시 소자의 해상도가 1/3로 떨어진다. 따라서, 칼라 휠을 사용한 투사형 단판식 화상 표시장치와 비교하여, 동일한 해상도를 실현하기 위해서는 액정 표시 소자(20)의 물리적인 해상도를 3배만큼 크게 해야 하는 문제점이 있다.In addition, in the conventional single-plate color image display device as described above, since three subpixels constitute one image pixel, the resolution of the liquid crystal display element is reduced to 1/3. Therefore, there is a problem that the physical resolution of the liquid crystal display element 20 must be increased by three times in order to achieve the same resolution as compared with the projection type single-panel image display device using the color wheel.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 보다 넓은 색 범위를 실현할 수 있도록 된 단판식 칼라 화상 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a single-plate color image display device capable of realizing a wider color gamut.

또한, 본 발명은 보다 넓은 색 범위를 실현할 수 있으면서, 스파이럴 렌즈의스크롤링 작용에 의해 칼라 휠을 사용할 때와 동일한 해상도를 실현할 수 있으며, 3판식과 같은 높은 광효율을 얻을 수 있도록 된 단판식 칼라 화상 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention can realize a wider color gamut and achieve the same resolution as when using a color wheel by the scrolling action of a spiral lens, and is capable of obtaining high light efficiency such as a three-plate type color image display. The purpose is to provide a device.

도 1은 3개의 이색 필터로 이루어진 색광 분리기를 구비하는 종래의 단판식 칼라 화상 표시장치를 보인 도면,1 shows a conventional single plate color image display device having a color light separator consisting of three dichroic filters;

도 2는 도 1의 마이크로 렌즈 어레이 및 액정표시소자에서의 광선 경로를 보인 도면,2 is a view illustrating a light path of the microlens array and the liquid crystal display of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치의 구성을 개략적으로 보인 도면,3 is a view schematically showing the configuration of a single-plate color image display device according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치의 구성을 개략적으로 보인 도면,4 is a view schematically showing the configuration of a single-plate color image display device according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 색광 분리기에 의해 실현할 수 있는 색 범위를 사람 눈의 감도에 대한 색범위 및 3개의 이색 필터로 이루어진 종래의 색광 분리기에 대한 색범위와 비교하여 보인 색좌표,5 is a color coordinate shown by comparing the color range that can be realized by the color light separator according to the present invention with the color range for the sensitivity of the human eye and the color range for the conventional color light separator consisting of three dichroic filters,

도 6은 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치에 적용되는 스파이럴 렌즈의 구조를 개략적으로 보인 도면,6 is a view schematically showing a structure of a spiral lens applied to a single-plate color image display device according to the present invention;

도 7은 도 6의 스파이럴 렌즈의 렌즈셀의 일 실시예를 보인 단면도,7 is a cross-sectional view showing an embodiment of a lens cell of the spiral lens of FIG. 6;

도 8은 광원에서 출사된 광이 제1실린더 렌즈를 통과하지 않고 그대로 스파이럴 렌즈에 입사될 때와 광원에서 출사된 광이 제1실린더 렌즈에 의해 그 폭이 감소된 상태에서 스파이럴 렌즈의 입사될 때의 광빔의 폭 차이를 비교하여 보인 도면.FIG. 8 illustrates that when the light emitted from the light source is incident on the spiral lens without passing through the first cylinder lens and when the light emitted from the light source is incident on the spiral lens in a state where the width of the light emitted from the light source is reduced by the first cylinder lens, FIG. Figure showing the difference in the width of the light beams.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100...광원 105,107...제1 및 제2실린더 렌즈100 ... light source 105,107 ... first and second cylinder lenses

110...스파이럴 렌즈 111. 렌즈셀110 ... Spiral Lens 111.Lens Cell

120,220...색광 분리기 131,135...제1 및 제2파리눈 렌즈120,220 Colorimetric separator 131,135 First and second fly's eye lenses

137...릴레이 렌즈 140...라이트 밸브137 ... relay lens 140 ... light valve

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는, 광원과; 상기 광원에서 출사된 광을 파장에 따라 분리하도록 반사 타입의 4개 이상의 이색 필터로 이루어진 색광 분리기와; 상기 광원으로부터 출사되고 상기 색광 분리기에 의해 색광 별로 분리되어 조사된 광을 입력된 화상신호에 따라 화소 단위로 제어하여 칼라 화상을 형성하는 라이트 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A single plate color image display device according to the present invention for achieving the above object is a light source; A color light separator comprising four or more dichroic filters of a reflection type to separate light emitted from the light source according to a wavelength; And a light valve emitted from the light source and separated by the color light by the color light separator, and irradiated with light to form a color image by controlling a pixel unit according to an input image signal.

상기 색광 분리기는 적색광, 녹색광, 시안색광, 청색광을 각각 반사시키도록 된 4개의 이색 필터로 이루어질 수 있다.The color light separator may include four dichroic filters configured to reflect red light, green light, cyan light, and blue light, respectively.

또한, 상기 색광 분리기는 적색광, 노란색광, 녹색광, 시안색광, 청색광을 각각 반사시키도록 된 5개의 이색 필터로 이루어질 수 있다.In addition, the color light separator may be composed of five dichroic filters configured to reflect red light, yellow light, green light, cyan light, and blue light, respectively.

이때,상기 색광 분리기는 적색광을 반사시키는 이색 필터가 마지막에 위치되도록 된 것이 바람직하다.In this case, the color light separator is preferably such that the dichroic filter reflecting red light is positioned last.

본 발명은 회전시 렌즈 어레이의 직선운동 효과를 낼 수 있도록 렌즈셀 어레이가 나선형으로 형성되어, 스크롤링 작용을 하도록 된 스파이럴 렌즈;를 더 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the present invention further includes a spiral lens formed in a spiral shape such that a lens cell array is helically formed so as to produce a linear motion effect of the lens array during rotation.

본 발명은 상기 스파이럴 렌즈와 라이트 밸브 사이에는 상기 스파이럴 렌즈를 경유한 광이 상기 스파이럴 렌즈의 렌즈셀에 대해 1:1 대응되게 전송되도록 하는 제1 및 제2파리눈 렌즈;를 더 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the present invention further includes first and second fly's eye lenses for transmitting light through the spiral lens in a 1: 1 correspondence to the lens cells of the spiral lens between the spiral lens and the light valve. Do.

또한, 본 발명은, 상기 제2파리눈 렌즈와 라이트 밸브 사이에 상기 제2파리눈 렌즈를 통과한 광을 상기 라이트 밸브 상에 칼라에 따라 구분되게 집속하기 위한 릴레이 렌즈;를 더 구비하는 것이 바람직하다.The present invention may further include a relay lens for focusing the light passing through the second fly's eye lens between the second fly's eye lens and the light valve on the light valve according to a color. Do.

또한, 본 발명은, 상기 스파이럴 렌즈에 입사되는 광빔의 폭이 조절되도록, 상기 스파이럴 렌즈의 앞,뒤에 각각 제1 및 제2실린더 렌즈;를 더 구비하는 것이 바람직하다.The present invention may further include first and second cylinder lenses, respectively, before and after the spiral lens so that the width of the light beam incident on the spiral lens is adjusted.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the single-plate color image display device according to the present invention.

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 제1 및 제2실시예에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.3 and 4 are diagrams schematically showing the configuration of the single plate type color image display apparatus according to the first and second preferred embodiments of the present invention.

도면들을 참조하면, 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는, 광원(100)과, 상기 광원(100)쪽에서 입사되는 광을 색광별로 분리하기 위한 색광 분리기(120)(220)와, 입력된 화상신호에 따라 화소 단위로 광을 제어하여 화상을 형성하는 라이트 밸브(140)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the single-plate color image display device according to the present invention includes a light source 100, color light separators 120 and 220 for separating light incident from the light source 100 into color light, and And a light valve 140 for controlling light in units of pixels according to the image signal to form an image.

상기 광원(100)으로는 백색광을 출사하는 램프형 광원을 구비할 수 있다.The light source 100 may include a lamp type light source that emits white light.

상기 색광 분리기(120)(220)는 상기 광원(100)쪽에서 입사되는 백색광을 파장에 따라 분리하도록 반사 타입의 4개 이상의 이색 필터로 이루어지고, 적색광(R)을 반사시키는 이색 필터가 마지막에 위치되도록 배열된 것이 바람직하다.The color light separators 120 and 220 are formed of four or more dichroic filters of a reflection type to separate the white light incident from the light source 100 according to the wavelength, and the dichroic filter reflecting the red light R is positioned last. It is preferred to be arranged to be.

도 3은 상기 색광 분리기(120)가 청색광(B), 시안색광(C), 녹색광(G), 적색광(R)을 각각 반사시키도록 4개의 이색 필터(120B)(120C)(120G)(120R) 즉, 제1 내지 제4이색 필터(120B)(120C)(120G)(120R)로 이루어져, 광원(100)쪽에서 입사되는 백색광을 청색광(B), 시안색광(C), 녹색광(G), 적색광(R)으로 분리하도록 된 예를 보여준다.FIG. 3 shows four dichroic filters 120B, 120C, 120G and 120R such that the color light separator 120 reflects blue light (B), cyan light (C), green light (G), and red light (R), respectively. That is, the first to fourth dichroic filters 120B, 120C, 120G, and 120R include white light incident from the light source 100 toward blue light (B), cyan light (C), green light (G), and the like. The example shown to separate with red light (R) is shown.

이때, 상기 제1 내지 제4이색 필터는 청색광(B), 시안색광(C), 녹색광(G), 적색광(R)은 각각 반사시키고 나머지 색광은 투과시키도록 마련되는 것이 바람직하다.In this case, the first to fourth dichroic filters are preferably provided to reflect blue light (B), cyan light (C), green light (G), and red light (R), and transmit the remaining color light.

상기와 같이 4개의 이색 필터(120B)(120C)(120G)(120R)로 이루어진 색광 분리기(120)에 광원(100)쪽에서 백색광이 입사되면, 예를 들어, 제1이색 필터(120B)는 입사되는 백색광 중 청색광(B)을 반사시키고 나머지 색광은 투과시킨다. 제2이색 필터(120C)는 제1이색 필터(120B)를 투과한 광 중 시안색광(C)을 반사시키고 나머지 색광을 투과시킨다. 제3이색 필터(120G)는 제2이색 필터(120C)를 투과한 광 중 녹색광(G)을 반사시키고, 나머지 색광 즉, 적색광(R)을 반사시킨다. 제4이색 필터(120R)는 제3이색 필터(120G)를 투과한 적색광(R)을 반사시킨다.As described above, when white light is incident from the light source 100 to the color light separator 120 including four dichroic filters 120B, 120C, 120G, and 120R, for example, the first dichroic filter 120B is incident. The blue light B is reflected among the white light, and the remaining color light is transmitted. The second dichroic filter 120C reflects the cyan light C of the light transmitted through the first dichroic filter 120B and transmits the remaining color light. The third dichroic filter 120G reflects the green light G of the light transmitted through the second dichroic filter 120C and reflects the remaining color light, that is, the red light R. The fourth dichroic filter 120R reflects the red light R transmitted through the third dichroic filter 120G.

여기서, 상기 제1 내지 제4이색 필터(120B)(120C)(120G)(120R)의 배치 순서는 다양하게 변형될 수 있다.Here, the arrangement order of the first to fourth dichroic filters 120B, 120C, 120G, and 120R may be variously modified.

한편, 상기 제1 내지 제4이색 필터(120B)(120C)(120G)(120R) 사이의 간격은 색광 분리기(120)에 의해 분리된 청색광(B), 시안색광(C), 녹색광(G), 적색광(R)이 후술하는 제1파리눈 렌즈(131)의 동일 렌즈셀에 서로 섞이지 않고 들어갈 수 있도록 정해지는 것이 바람직하다.Meanwhile, the intervals between the first to fourth dichroic filters 120B, 120C, 120G, and 120R may be divided into blue light (B), cyan light (C), and green light (G) separated by the color light separator 120. It is preferable that the red light R is determined to enter the same lens cell of the first fly's eye lens 131 to be described later without being mixed with each other.

도 3에서는 색광 분리기(120)의 제1 내지 제4이색 필터(120B)(120C)(120G)(120R)가 서로 평행을 이루는 예를 보여주는데, 상기 제1 내지 제4이색 필터(120B)(120C)(120G)(120R)는 서로 기울어지게 배치되는 것도 가능하다.3 illustrates an example in which the first to fourth dichroic filters 120B, 120C, 120G, and 120R of the color light separator 120 are parallel to each other. The first to fourth dichroic filters 120B and 120C are illustrated in FIG. 120G and 120R may be disposed to be inclined with each other.

도 4는 색광 분리기(220)가 청색광(B), 시안색광(C), 녹색광(G), 노란색광(Y), 적색광(R)을 각각 반사시키도록 5개의 이색 필터(220B)(220C)(220G)(220Y)(220R)로 이루어져, 광원(100)쪽에서 입사되는 백색광을 청색광(B), 시안색광(C), 녹색광(G), 노란색광(Y), 적색광(R)으로 분리하도록 된 예를 보여준다.4 shows five dichroic filters 220B and 220C so that the color light separator 220 reflects blue light (B), cyan light (C), green light (G), yellow light (Y), and red light (R), respectively. (220G) (220Y) and (220R) to separate the white light incident from the light source 100 into blue light (B), cyan light (C), green light (G), yellow light (Y), and red light (R). Shows an example.

상기 5개의 이색 필터(220B)(220C)(220G)(220Y)(220R)는 4개의 이색 필터(120B)(120C)(120G)(120R)로 이루어진 색광 분리기(120)을 구비하는 본 발명의 제1실시예의 경우와 유사하게, 각각 청색광(B), 시안색광(C), 녹색광(G), 노란색광(Y), 적색광(R)은 반사시키고 나머지 색광은 투과시키도록 마련되는 것이 바람직하다. 이때, 적색광(R)을 반사시키는 이색 필터(220R)는 마지막에 위치되는 것이 바람직하다.The five dichroic filters 220B, 220C, 220G, 220Y, and 220R have a color light separator 120 composed of four dichroic filters 120B, 120C, 120G, and 120R. Similarly to the case of the first embodiment, it is preferable that blue light (B), cyan light (C), green light (G), yellow light (Y), and red light (R) reflect each other and transmit the remaining color light. . At this time, it is preferable that the dichroic filter 220R reflecting the red light R be positioned last.

이때, 상기 5개의 이색 필터(220B)(220C)(220G)(220Y)(220R) 사이의 간격은 색광 분리기(220)에 의해 분리된 색광이 후술하는 제1파리눈 렌즈(131)의 동일 렌즈셀에 서로 섞이지 않고 들어갈 수 있도록 정해지는 것이 바람직하다.In this case, the interval between the five dichroic filters 220B, 220C, 220G, 220Y, and 220R is the same lens of the first fly's eye lens 131 which is described later by the color light separated by the color light separator 220. It is desirable that the cells be arranged so that they do not mix with each other.

도 4에서는 색광 분리기(220)를 이루는 5개의 이색 필터(220B)(220C)(220G)(220Y)(220R)가 서로 평행을 이루는 예를 보여주는데, 상기5개의 이색 필터(220B)(220C)(220G)(220Y)(220R)는 서로 기울어지게 배치되는 것도 가능하다.4 shows an example in which the five dichroic filters 220B, 220C, 220G, 220Y, and 220R constituting the color light separator 220 are parallel to each other, and the five dichroic filters 220B, 220C, ( 220G) 220Y and 220R may be arranged to be inclined with each other.

도 5는 본 발명에 따른 색광 분리기가 백색광을 청색광(B), 시안색광(C), 녹색광(G), 노란색광(Y), 적색광(R)으로 분리할 수 있도록 5개의 이색 필터로 이루어질 때, 실현할 수 있는 색 범위를 사람 눈의 감도에 대한 색범위 및 3개의 이색 필터(4R)(4G)(4B)로 이루어진 종래의 색광 분리기에 대한 색범위와 비교하여 보여준다.5 is when the color light separator according to the present invention consists of five dichroic filters to separate white light into blue light (B), cyan light (C), green light (G), yellow light (Y), and red light (R). The color range that can be realized is shown in comparison with the color range for the sensitivity of the human eye and the color range for the conventional color light separator consisting of three dichroic filters 4R (4G) 4B.

도 3 및 도 4에 예시한 바와 같이, 색광 분리기(120)(220)를 구성하는 이색 필터의 수를 종래에 비해 늘리면, 도 5에 보여진 바와 같이, 추가된 이색 필터의 수만큼 색 범위를 넓힐 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 색광 분리기(120)(220)에 의하면, 보다 넓은 색 범위를 실현할 수 있다. 여기서, 색 범위가 넓다는 것은 그만큼 재현 가능한 색의 개수가 많아진다는 것을 의미한다.As illustrated in FIGS. 3 and 4, when the number of dichroic filters constituting the color light separators 120 and 220 is increased in comparison with the related art, as shown in FIG. Therefore, according to the color light separators 120 and 220 according to the present invention, a wider color range can be realized. Here, the wider color range means that the number of reproducible colors increases.

또한, 본 발명에 따른 색광 분리기(120)(220)는 도 3 및 도 4에 예시한 바와 같이, 적색광(R)을 반사시키는 이색 필터가 마지막에 위치된 구조이므로, 색 범위가 보다 넓어질 수 있다.In addition, since the color light separators 120 and 220 according to the present invention have a structure in which a dichroic filter reflecting the red light R is positioned at the end, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the color range may be wider. have.

여기서, 적색광(R)을 반사시키는 이색 필터를 마지막에 둘 때, 색 범위가 보다 넓어지게 되는 이유는 간단히 설명하면 다음과 같다.Here, the reason why the color range becomes wider when the dichroic filter reflecting the red light R is placed at the end is as follows.

램프형 광원(100)의 분광 특성을 살펴보면, 녹색광(G)의 강도가 가장 세며, 청색광(B) 또한 상당한 강도를 나타내는 반면에, 적색광(R)의 강도는 상대적으로 약하다.Looking at the spectral characteristics of the lamp-type light source 100, the intensity of the green light (G) is the strongest, the blue light (B) also shows a considerable intensity, while the intensity of the red light (R) is relatively weak.

따라서, 적색광(R)을 반사시키는 이색 필터를 맨 앞에 두는 경우에는, 예를 들어, 녹색광(G) 중 상당량이 적색광(R)과 함께 이색 필터에서 반사되므로, 적색광(R)에는 녹색광(G)이 상당량 섞여 있게 된다.Therefore, when the dichroic filter reflecting the red light R is placed in front, for example, since a considerable amount of the green light G is reflected by the dichroic filter together with the red light R, the green light G is applied to the red light R. This will be mixed in considerable quantities.

사람 눈은 녹색광(G)에 대해 가능 감도가 좋기 때문에, 적색광(R)에 녹색광(G)이 섞이는 것은 제대로 된 칼라 구현을 어렵게 하며, 화상 표시장치에 의해 표현할 수 있는 색 범위(color gamut range)를 좁아지게 한다.Since the human eye has good sensitivity to green light (G), the mixing of red light (R) with green light (G) makes it difficult to achieve proper color, and the color gamut range that can be represented by the image display device. To narrow it down.

하지만, 본 발명에 따른 색광 분리기(120)(220)에서와 같이, 적색광(R)이 마지막에 반사되도록 이색 필터를 배치하면, 적색광(R)에 녹색광(G) 이나 청색광(B)등의 다른 색광이 섞이는 것을 방지할 수 있어, 색 섞임에 의해 색 범위가 좁아지는 것이 방지된다. 따라서, 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치에 의하면, 충분히 넓은 색범위를 실현할 수 있다.However, as in the color light separators 120 and 220 according to the present invention, when the dichroic filter is disposed such that the red light R is reflected at the end, other red light R may be different from the green light G or the blue light B. The mixing of color light can be prevented, and the color range is prevented from being narrowed by color mixing. Therefore, according to the single plate type color image display device according to the present invention, a sufficiently wide color range can be realized.

따라서, 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는 색광 분리기로 3개의 이색 필터를 사용하는 종래의 단판식 칼라 화상 표시장치에 비해, 표현할 수 있는 색의 범위가 넓어지고, 표현할 수 있는 색의 수가 많아진다.Accordingly, the single-plate color image display device according to the present invention has a wider range of colors that can be expressed and the number of colors that can be expressed, compared to a conventional single-plate color image display device using three dichroic filters as color light separators. Increases.

한편, 단판식 칼라 화상 표시장치에 칼라 스크롤링(color scrolling) 기술을 적용하면, 3판식과 같은 광효율을 달성할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 단판식 칼라 화상 표시장치에서 발생하는 해상도 저하 문제도 발생하지 않는다.On the other hand, when the color scrolling technology is applied to the single-plate color image display device, it is possible to achieve the same light efficiency as the three-plate type, and the resolution generated in the conventional single-plate color image display device as shown in FIG. No degradation problem occurs.

칼라 스크롤링(color scrolling)은 백색광을 다수의 색광으로 분리하여 이를 동시에 라이트 밸브 상의 서로 다른 위치로 보내 주어 다수의 칼라바를 형성하고,특정한 방법으로 이 칼라바들을 일정한 속도로 움직여주어, 한 화소당 다수의 색광이 모두 도달해서 칼라 화상이 형성되도록 하는 기술이다.Color scrolling separates white light into multiple color lights and simultaneously sends them to different positions on the light valve to form multiple color bars and moves them in a specific way at a constant speed, It is a technique for forming a color image by reaching all the color light rays.

따라서, 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는 칼라 스크롤링(color scrolling)을 위해 스파이럴 렌즈(spiral lens:110)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 스파이럴 렌즈(110)와 라이트 밸브(140) 사이의 광로 상에는 제1 및 제2파리눈 렌즈(Fly-eye lens:131,135)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2파리눈 렌즈(135)와 라이트 밸브(140) 사이에는 릴레이 렌즈(137)가 더 구비되는 것이 바람직하다.Accordingly, the single-plate color image display device according to the present invention preferably further includes a spiral lens 110 for color scrolling. First and second fly-eye lenses 131 and 135 may be further provided on the optical path between the spiral lens 110 and the light valve 140. In addition, a relay lens 137 may be further provided between the second fly's eye lens 135 and the light valve 140.

상기 스파이럴 렌즈(110)는 도 6에 보여진 바와 같이, 회전시 렌즈 어레이의 직선운동 효과를 낼 수 있도록 렌즈셀(111) 어레이가 나선형으로 형성된 디스크 구조로 되어 있다. 상기 렌즈셀(111)은 등간격으로 형성되고, 렌즈셀(111)의 단면 형상은 서로 동일한 것이 바람직하다.As shown in FIG. 6, the spiral lens 110 has a disk structure in which the array of lens cells 111 is helically formed so as to produce a linear motion effect of the lens array during rotation. The lens cells 111 are formed at equal intervals, and the cross-sectional shapes of the lens cells 111 are preferably the same.

예를 들어, 상기 스파이럴 렌즈(110)의 렌즈셀(111)은 도 7에 보여진 바와 같이 그 단면이 원호 형상인 실린더형 렌즈셀일 수 있다. 대안으로, 상기 스파이럴 렌즈(110)의 렌즈셀(111)은 회절광학소자 또는 홀로그램 광학소자 타입으로 형성될 수도 있다.For example, the lens cell 111 of the spiral lens 110 may be a cylindrical lens cell having an arc cross section as shown in FIG. 7. Alternatively, the lens cell 111 of the spiral lens 110 may be formed of a diffractive optical element or a holographic optical element type.

상기 스파이럴 렌즈(110)의 각 렌즈셀(111)은 광원(100)쪽에서 입사되는 광을 집속시키는 집속렌즈로서 기능을 한다.Each lens cell 111 of the spiral lens 110 functions as a focusing lens for focusing light incident from the light source 100.

상기와 같은 나선형의 렌즈셀(111) 어레이를 구비하는 스파이럴 렌즈(110)를 모터로 회전 구동할 때, 나선형 렌즈셀(111) 어레이의 회전운동이 렌즈 어레이의직선운동 효과를 내어 스크롤링 작용을 하게 된다.When the spiral lens 110 including the spiral lens cell array 111 is rotated by a motor, the rotational motion of the spiral lens cell array 111 produces a linear motion effect of the lens array to cause the scrolling action. do.

즉, 렌즈셀(111) 어레이가 나선형으로 형성되어 있기 때문에, 스파이럴 렌즈(110)를 일정 속도로 회전시켜 주면, 스파이럴 렌즈(110)의 일정 위치를 통과하는 광빔(L)을 기준으로 볼 때, 예를 들어, 실린더형 렌즈 어레이가 일정한 속도로 계속적으로 위 또는 아래로 이동하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 이때, 스파이럴 렌즈(110)를 통과하는 광빔(L)의 폭이 좁으면, 이 광빔(L)이 직선 운동하는 실린더형 렌즈 어레이를 통과하는 것과 같은 효과를 낼 수 있다.That is, since the array of lens cells 111 is formed in a spiral shape, when the spiral lens 110 is rotated at a constant speed, the light beam L passing through a predetermined position of the spiral lens 110 is viewed as a reference. For example, an effect may be obtained such that the cylindrical lens array continuously moves up or down at a constant speed. At this time, when the width of the light beam L passing through the spiral lens 110 is narrow, the light beam L may have the same effect as passing through the cylindrical lens array linearly moving.

따라서, 스파이럴 렌즈(110)를 일정한 속도로 회전시켜주면 상기 색광 분리기(120)(220)에 의해 분리된 색광들이 이 스파이럴 렌즈(110)의 회전에 따라 반복적으로 스크롤링되고, 이에 따라, 라이트 밸브(140) 상에서 칼라바가 스크롤링된다.Accordingly, when the spiral lens 110 is rotated at a constant speed, the color lights separated by the color light separators 120 and 220 are repeatedly scrolled in accordance with the rotation of the spiral lens 110. The colorbar is scrolled on 140.

이때, 상기와 같이 스파이럴 렌즈(110)를 구비하는 경우에는, 스파이럴 렌즈(110)의 회전 방향을 변경할 필요 없이 계속 한 방향으로 회전시켜 스크롤링을 구현할 수 있으므로, 칼라 스크롤링의 연속성과 일관성을 유지할 수 있고, 하나의 스파이럴 렌즈(110)에 의해 칼라바를 스크롤링시키므로 칼라바의 스크롤링 속도를 일정하게 유지하는데 유리한 이점이 있다.In this case, when the spiral lens 110 is provided as described above, scrolling may be implemented by continuously rotating in one direction without changing the rotation direction of the spiral lens 110, thereby maintaining continuity and consistency of color scrolling. Since the color bar is scrolled by one spiral lens 110, it is advantageous to maintain a constant scrolling speed of the color bar.

여기서, 상기 스파이럴 렌즈(110)에서 나선형의 렌즈셀(111) 개수 또는 스파이럴 렌즈(110)의 회전 속도는 라이트 밸브(140)의 동작 주파수와 동기를 맞추기 위해 조절될 수 있다.Here, the number of spiral lens cells 111 or the rotation speed of the spiral lens 110 in the spiral lens 110 may be adjusted to synchronize with the operating frequency of the light valve 140.

예를 들어, 라이트 밸브(140)의 동작 주파수가 빠르면, 더 많은 렌즈셀(111)을 구비함으로써 스파이럴 렌즈(110)의 회전 속도는 일정하게 하면서 스크롤링 속도를 더 빠르게 조절하거나, 렌즈셀(111)의 개수는 동일하게 유지하고 스파이럴 렌즈(110)의 회전 주파수를 높임으로써 스크롤링 속도를 더 빠르게 조절할 수 있다.For example, when the operating frequency of the light valve 140 is faster, the number of lens cells 111 is provided so that the rotational speed of the spiral lens 110 is constant while the scrolling speed is adjusted faster, or the lens cell 111 is provided. By maintaining the same number and increasing the rotation frequency of the spiral lens 110 it is possible to adjust the scrolling speed faster.

여기서, 도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치가 1매의 스파이럴 렌즈(110)를 구비하는 것으로 도시되어 있는데, 필요에 따라 2매의 스파이럴 렌즈(110)를 구비하는 것도 가능하다. 2매의 스파이럴 렌즈(110)를 구비하는 경우에도, 2매의 스파이럴 렌즈(110)를 동일 구동축 상에 설치하여 칼라 스크롤링을 구현할 수 있으므로, 칼라바의 스크롤링 속도를 일정하게 유지할 수 있다.3 and 4 show that the single-plate type color image display device according to the present invention includes one spiral lens 110, and two spiral lenses 110 as necessary. It is possible. Even when two spiral lenses 110 are provided, color scrolling can be implemented by installing two spiral lenses 110 on the same drive shaft, thereby maintaining a constant scrolling speed of the color bars.

상기 색광 분리기(120)(220)를 구성하는 이색 필터들이 서로 평행한 경우에는 상기 스파이럴 렌즈(110)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 광원(100)과 색광 분리기(120)(220) 사이에 배치되어, 스파이럴 렌즈(110)에 의해 집속된 광이 색광 분리기(120)(220)에 의해 분리되면서, 각 이색 필터에서의 선택적 반사에 기인한 색광별 광경로 길이에 차이에 의해, 서로 다른 색광들이 서로 섞이지 않고 제1파리눈 렌즈(131)에 들어갈 수 있도록 된 것이 바람직하다.When the dichroic filters constituting the color light separators 120 and 220 are parallel to each other, as shown in FIGS. 3 and 4, the spiral lens 110 includes the light source 100 and the color light separators 120 and 220. ), And the light focused by the spiral lens 110 is separated by the color light separators 120 and 220, by the difference in the light path length for each color light due to the selective reflection in each dichroic filter, It is preferable that different color lights enter the first fly's eye lens 131 without being mixed with each other.

여기서, 상기 색광 분리기(120)(220)를 구성하는 이색 필터들이 서로 기울어지게 배치되고, 상기 스파이럴 렌즈(110)는 색광 분리기(120)(220)와 라이트 밸브 사이에 배치되는 것도 가능하다.Here, the dichroic filters constituting the color light separators 120 and 220 may be disposed to be inclined with respect to each other, and the spiral lens 110 may be disposed between the color light separators 120 and 220 and the light valve.

상기 제1 및 제2파리눈 렌즈(131)(135)는 각 렌즈셀이 서로 1:1로 대응되며, 스파이럴 렌즈(110)의 각 렌즈셀(111)과도 1:1로 매칭되도록 되어 있다.Each of the first and second fly's eye lenses 131 and 135 correspond to each other in a one-to-one correspondence, and one-to-one correspondence with each lens cell 111 of the spiral lens 110.

상기 제1파리눈 렌즈(131)는 스파이럴 렌즈(110)를 경유하고 색광분리기(120)(220)에 의해 분리된 색광들이 서로 섞이지 않은 상태로 맺히도록, 스파이럴 렌즈(110)의 초점면에 위치하는 것이 바람직하다.The first fly's eye lens 131 is positioned on the focal plane of the spiral lens 110 so that the color lights separated by the color light separators 120 and 220 are not mixed with each other via the spiral lens 110. It is desirable to.

이 경우, 집속렌즈로서 기능을 하는 스파이럴 렌즈(110)의 각 렌즈셀(111)에 의해 집속되고, 색광 분리기(120)(220)에 의해 분리되며 서로 이격되어 있는 이색 필터들에 의한 광 경로 길이에 차이가 생긴 색광들은 제1파리눈 렌즈(131)의 렌즈셀의 서로 다른 위치에 초점을 맺게 된다.In this case, the optical path length by dichroic filters focused by each lens cell 111 of the spiral lens 110 functioning as a focusing lens and separated by the color light separators 120 and 220 and spaced apart from each other. The color lights having a difference in focus are focused at different positions of the lens cells of the first fly's eye lens 131.

상기 제1파리눈 렌즈(131)를 통과한 색광들은 발산광 형태로 바뀌어 제2파리눈 렌즈(135)에 서로 합성되어 입사되고, 제2파리눈 렌즈(135)에 의해 평행광 형태로 바뀐다.The color light passing through the first fly's eye lens 131 is converted into a divergent light form and is combined with the second fly's eye lens 135 to be incident to each other, and is converted into a parallel light form by the second fly's eye lens 135.

상기 릴레이 렌즈(137)는 제1 및 제2파리눈 렌즈(131)(135)를 경유한 평행광 형태의 색광들이 라이트 밸브(140) 상의 서로 다른 위치에 결상되어 색광별 칼라바로 형성되도록 한다. 도 3 및 도 4에서는 상기 릴레이 렌즈(137)가 단 렌즈로 된 것으로 도시되어 있는데, 이 릴레이 렌즈(137)는 2매 이상의 렌즈군으로 이루어질 수도 있다.The relay lens 137 allows the color lights of the parallel light form via the first and second fly's eye lenses 131 and 135 to be imaged at different positions on the light valve 140 to form color bars for each color light. 3 and 4, the relay lens 137 is illustrated as a single lens, and the relay lens 137 may be formed of two or more lens groups.

상기와 같이 제1 및 제2파리눈 렌즈(131)(135)와 릴레이 렌즈(137)를 구비하는 경우, 스파이럴 렌즈(110)에 의해 집광된 광은 제1 및 제2파리눈 렌즈(131)(135)에 의해 1:1 전송되고, 릴레이 렌즈(137)에 의해 라이트 밸브(140) 상에 색광별 칼라바로 결상된다.When the first and second fly's eye lenses 131 and 135 and the relay lens 137 are provided as described above, the light collected by the spiral lens 110 is the first and the second fly's eye lenses 131. It is transmitted 1: 1 by the 135, and is imaged by color light-colored color bars on the light valve 140 by the relay lens 137.

상기 라이트 밸브(140)는, 칼라바 형태로 조사되는 색광들을 입력되는 화상신호에 따라 제어하여 칼라 화상을 형성한다.The light valve 140 controls the color lights irradiated in the form of a color bar according to an input image signal to form a color image.

라이트 밸브(140)에 맺히는 색광별 칼라바 예컨대, R,G,C,B 칼라바 또는 R,Y,G,C,B 칼라바는 스파이럴 렌즈(110)의 회전에 따라 스크롤링된다. 따라서, 이 색광별 칼라바의 이동과 동기시켜 상기 라이트 밸브(60)의 각 화소에 대한 화상 정보를 처리하면, 칼라 화상이 형성된다. 라이트 밸브(140)에 의해 형성된 칼라 화상은 투사렌즈유니트(미도시)에 의해 확대되어 스크린(미도시)에 맺힌다.Color-specific color bars, such as R, G, C, B color bars or R, Y, G, C, B color bars formed on the light valve 140 are scrolled according to the rotation of the spiral lens 110. Therefore, when the image information for each pixel of the light valve 60 is processed in synchronization with the movement of the color bars for each color light, a color image is formed. The color image formed by the light valve 140 is enlarged by the projection lens unit (not shown) and is formed on the screen (not shown).

한편, 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는, 스파이럴 렌즈(110)에 입사되는 광빔의 폭이 조절할 수 있도록 상기 스파이럴 렌즈(110)의 전,후에 제1 및 제2실린더 렌즈(105)(107)를 더 구비하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the single-plate color image display device according to the present invention includes the first and second cylinder lenses 105 (before and after the spiral lens 110 so that the width of the light beam incident on the spiral lens 110 can be adjusted). It is preferable to further comprise 107).

상기 제1실린더 렌즈(105)는 광원(100)에서 출사된 광빔의 폭을 줄여 스파이럴 렌즈(110)에 입사되도록 하며, 상기 제2실린더 렌즈(107)는, 스파이럴 렌즈(110)를 통과한 광을 다시 원상태로 복귀시키는 역할을 한다.The first cylinder lens 105 reduces the width of the light beam emitted from the light source 100 to be incident on the spiral lens 110, the second cylinder lens 107, the light passing through the spiral lens 110 It serves to return to the original state.

도 8은 상기 광원(100)에서 출사된 광이 제1실린더 렌즈(105)를 통과하지 않고 그대로 스파이럴 렌즈(110)에 입사될 때와 광원(100)에서 출사된 광이 제1실린더 렌즈(105)에 의해 그 폭이 감소된 상태에서 스파이럴 렌즈(110)의 입사될 때의 광빔의 폭 차이를 비교하여 보인 도면이다.8 illustrates that when the light emitted from the light source 100 is incident on the spiral lens 110 without passing through the first cylinder lens 105 and the light emitted from the light source 100 passes through the first cylinder lens 105. The width difference of the light beam when the spiral lens 110 is incident in the state where the width thereof is reduced by) is compared.

도 8의 좌측 부분에 보여진 바와 같이, 광원(100)에서 출사된 광이 제1실린더 렌즈(105)를 통과하지 않아 스파이럴 렌즈(110)를 통과할 때의 광빔(L')의 폭이 비교적 넓을 때에는, 스파이럴 렌즈(110)의 렌즈셀의 나선형 형상으로 인해, 광빔(L')의 형상과 렌즈셀의 형상이 크게 불일치하여 광손실이 초래되게 된다.As shown in the left part of FIG. 8, the light beam L 'when the light emitted from the light source 100 does not pass through the first cylinder lens 105 and passes through the spiral lens 110 is relatively wide. At this time, due to the spiral shape of the lens cell of the spiral lens 110, the shape of the light beam L 'and the shape of the lens cell are greatly inconsistent, resulting in light loss.

하지만, 도 8의 우측 부분에 보여진 바와 같이, 제1실린더 렌즈(105)를 이용하여 광빔의 폭을 줄여주면, 광빔(L)이 스파이럴 렌즈(110)를 좁은 폭 영역내에서 통과하기 때문에, 상대적으로 스파이럴 렌즈(110)의 렌즈셀의 나선형 형상과 광빔의 형상이 거의 일치될 수 있어, 광손실을 줄일 수 있다.However, as shown in the right part of FIG. 8, when the width of the light beam is reduced by using the first cylinder lens 105, since the light beam L passes through the spiral lens 110 in a narrow width region, the relative width is relatively low. As a result, the spiral shape of the lens cell of the spiral lens 110 and the shape of the light beam may be substantially matched, thereby reducing light loss.

즉, 상기와 같이 한쌍의 실린더 렌즈(105)(107)를 이용하여 빔의 폭을 조절하면, 광손실을 줄일 수 있다.That is, by adjusting the width of the beam using the pair of cylinder lenses 105 and 107 as described above, the optical loss can be reduced.

이상에서는 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치를 구체적인 광학적 구성을 예로 들어 설명하였는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는 청구범위의 기술적 사상의 범위내에서 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다.In the above, the single-plate color image display device according to the present invention has been described with reference to a specific optical configuration, but the present invention is not limited thereto, and the single-plate color image display device according to the present invention is within the technical scope of the claims. Various modifications and equivalent other embodiments are possible.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는, 반사 타입의 4개 이상의 이색 필터로 이루어진 색광 분리기를 구비하므로, 넓은 색 범위를 실현할 수 있다.The single-plate type color image display device according to the present invention as described above is provided with a color light separator composed of four or more dichroic filters of the reflection type, so that a wide color range can be realized.

또한, 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는 나선형의 렌즈셀 어레이를 구비하는 스파이럴 렌즈를 이용하여 칼라 스크롤링을 구현하므로, 칼라 휠을 사용할 때와 대등한 해상도를 유지하면서, 3판식에서와 같은 높은 광효율을 달성할 수 있다.In addition, the single-plate type color image display device according to the present invention implements color scrolling using a spiral lens having a spiral lens cell array, and thus maintains the same resolution as when using a color wheel. High light efficiency can be achieved.

또한, 본 발명에 따른 단판식 칼라 화상 표시장치는, 칼라 스크롤링을 위해 스파이럴 렌즈를 구비하므로, 광학계 구조가 간단하여 부피가 작고 제조단가가 저렴하며, 칼라 스크롤링의 연속성과 일관성을 유지할 수 있고, 칼라바의 스크롤링속도를 일정하게 유지할 수 있다.In addition, since the single-plate color image display device according to the present invention includes a spiral lens for color scrolling, the optical structure is simple, so that the volume is small, the manufacturing cost is low, and the continuity and consistency of color scrolling can be maintained. The scrolling speed of the bar can be kept constant.

Claims (9)

광원과;A light source; 상기 광원에서 출사된 광을 파장에 따라 분리하도록 반사 타입의 4개 이상의 이색 필터로 이루어진 색광 분리기와;A color light separator comprising four or more dichroic filters of a reflection type to separate light emitted from the light source according to a wavelength; 상기 광원으로부터 출사되고 상기 색광 분리기에 의해 색광 별로 분리되어 조사된 광을 입력된 화상신호에 따라 화소 단위로 제어하여 칼라 화상을 형성하는 라이트 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.And a light valve configured to form a color image by controlling the light emitted from the light source and separated and irradiated for each color light by the color light separator on a pixel-by-pixel basis according to an input image signal. . 제1항에 있어서, 상기 색광 분리기는 적색광, 녹색광, 시안색광, 청색광을 각각 반사시키도록 된 4개의 이색 필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.The single-color color image display device of claim 1, wherein the color light separator comprises four dichroic filters adapted to reflect red light, green light, cyan light, and blue light, respectively. 제1항에 있어서, 상기 색광 분리기는 적색광, 노란색광, 녹색광, 시안색광, 청색광을 각각 반사시키도록 된 5개의 이색 필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.The single-plate color image display device of claim 1, wherein the color light separator comprises five dichroic filters configured to reflect red light, yellow light, green light, cyan light, and blue light, respectively. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 색광 분리기는 적색광을 반사시키는 이색 필터가 마지막에 위치되도록 된 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.The single-plate color image display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the color light separator is configured such that a dichroic filter reflecting red light is positioned last. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 회전시 렌즈 어레이의 직선운동 효과를 낼 수 있도록 렌즈셀 어레이가 나선형으로 형성되어, 스크롤링 작용을 하도록 된 스파이럴 렌즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.According to any one of claims 1 to 3, wherein the lens cell array is formed spirally so that the effect of the linear movement of the lens array during rotation, the spiral lens further configured to perform a scrolling action; Single plate type color image display device. 제5항에 있어서, 상기 스파이럴 렌즈는 상기 광원과 색광 분리기 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.6. The single plate color image display device according to claim 5, wherein the spiral lens is positioned between the light source and the color light separator. 제5항에 있어서, 상기 스파이럴 렌즈와 라이트 밸브 사이에는 상기 스파이럴 렌즈를 경유한 광이 상기 스파이럴 렌즈의 렌즈셀에 대해 1:1 대응되게 전송되도록 하는 제1 및 제2파리눈 렌즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.6. The apparatus of claim 5, further comprising: first and second fly-eye lenses between the spiral lens and the light valve so that light passing through the spiral lens is transmitted in a 1: 1 correspondence with respect to the lens cell of the spiral lens. A single-plate color image display device, characterized in that. 제7항에 있어서, 상기 제2파리눈 렌즈와 라이트 밸브 사이에 상기 제2파리눈 렌즈를 통과한 광을 상기 라이트 밸브 상에 칼라에 따라 구분되게 집속하기 위한 릴레이 렌즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.The method of claim 7, further comprising: a relay lens for focusing the light passing through the second fly's eye lens between the second fly's eye lens and the light valve according to the color on the light valve. Single plate type color image display apparatus. 제5항에 있어서, 상기 스파이럴 렌즈에 입사되는 광빔의 폭이 조절되도록,상기 스파이럴 렌즈의 앞,뒤에 각각 제1 및 제2실린더 렌즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단판식 칼라 화상 표시장치.The single-plate type color image display apparatus of claim 5, further comprising first and second cylinder lenses, respectively, before and after the spiral lens so as to adjust a width of the light beam incident on the spiral lens.
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